Elika Prameswari
LEAPArtikel 10 Besar Lomba Esai Artikel Astronomi Populer (LEAP) LS
Penulis: Elika Prameswari Fariyanto (Bogor, Jawa Barat)
Pada abad ke-20 ini, di mana masyarakat hidup dalam modernisasi, ilmu pengetahuan berkembang secara pesat. Berbagai hipotesis ilmiah dari para ilmuwan pendahulu secara bertahap telah mendapat bukti-bukti konkret. Misalnya, teori relativitas Albert Einstein yang belum lama ini telah diklarifikasi salah satu bukti kebenarannya melalui terdeteksinya gelombang gravitasi dari dua buah lubang hitam supermasif yang bertumbukan. Percobaan pengukuran gelombang gravitasi sebenarnya telah dilakukan sejak 1960, namun pengukurannya masih sangat sulit dilakukan sehingga sebelumnya belum pernah teramati secara langsung. Gelombang gravitasi berhasil diamati melalui sistem LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) di Amerika yang telah melakukan pengamatan sejak tahun 2002.
Sayangnya, masih banyak masyarakat awam yang menganut paham-paham yang seakan-akan memiliki pembuktian ilmiah, namun pada dasarnya memiliki kesalahan konsepsi karena tidak memenuhi persyarakan metode ilmiah. Kesalahan konsepsi ini dinamakan ilmu semu atau pseudosains. Pseudosains memiliki pengertian sebuah pengetahuan, metodologi, keyakinan, atau praktik yang diklaim sebagai ilmiah tetapi tidak mengikuti metode ilmiah. Istilah pseudosains ini pertama kali muncul pada tahun 1843, merupakan kombinasi dari bahasa Yunani pseudo, berarti palsu atau semu dan bahasa Latin scientia, berarti pengetahuan atau bidang pengetahuan. Saat ini masih banyak pseudosains yang beredar dan dipercaya oleh masyarakat, misalnya saja membaca sifat dan karakter seseorang dari golongan darahnya, membaca nasib seseorang dari rasi bintang atau sering disebut astrologi, dan yang paling banyak terdengar belum lama ini adalah paham bumi datar.
Pendahuluan
Peradaban manusia senantiasa berkembang dari waktu ke waktu. Pada mulanya manusia berusaha untuk bertahan hidup dengan mengambil sumber daya yang ada di sekitarnya. Setelah sumber daya tersebut habis, mereka melakukan perjalanan ke tempat lain. Sistem hidup yang berpindah-pindah inilah yang disebut dengan nomaden. Lama-kelamaan, seiring dengan semakin bertambahnya kebutuhan akan sumber daya, sedangkan sumber daya itu sendiri semakin menipis, mereka mulai mengembangkan cara untuk memperbanyak sumber daya tersebut dengan bercocok tanam dan beternak. Dalam bercocok tanam, manusia membutuhkan sistem perhitungan waktu untuk menentukan masa panen secara tepat. Mereka mulai menggali ilmu melalui alam di sekitar mereka. Salah satunya adalah langit yang mereka sadari memiliki pola keteraturan. Matahari yang senantiasa terbit di timur dan terbenam di barat, fase bulan yang berubah-ubah setiap harinya, bintang-bintang yang memiliki pola tertentu dan berubah seiring dengan pergantian musim. Dari situlah awalnya mereka mulai mengembangkan ilmu astronomi dan menciptakan suatu sistem yang dapat mengukur dimensi waktu. Manusia pun mulai mengkritisi tentang keberadaannya, bagaimana sebenarnya Bumi yang mereka tinggali serta di mana letaknya.
Konsepsi Mengenai Rupa Bumi
Setiap peradaban memiliki perkembangan ilmu pengetahuan masing-masing, di mana perkembangan tersebut dipengaruhi oleh faktor-faktor berupa lingkungan, kepercayaan, serta budaya peradaban mereka. Berbeda dengan era ini, di mana teknologi untuk menjelajahi dunia di atas atmosfer sudah cukup memadai, pada zaman dahulu instrumen astronomi masih sangat terbatas. Peradaban awal masih mengandalkan mata telanjang untuk melakukan observasi astronomi, sehingga untuk mengetahui bentuk bumi pun mereka hanya bisa menerka-nerka sambil menghubungkannya dengan kepercayaan dan budaya masing-masing.
Pada awalnya manusia berpikir bahwa bumi hanya sebuah piringan lingkaran yang datar dengan kubah cakrawala di mana bintang-bintang menempel. Para filsuf Yunani Kuno melukiskan bumi sebagai piring datar yang dikelilingi sebuah sungai. Ada pula pemikiran lain yaitu bumi merupakan sebuah kubus yang memiliki atap tempat di mana para dewa tinggal. Atau Anaximander (610-546 SM) yang menyusun permodelan mekanis semesta di mana Bumi berupa silinder yang memiliki tinggi sepertiga garis tengahnya, dengan benda-benda angkasa yang tiap hari berputar mengelilinginya. Di Mexico, suku Aztec percaya bahwa angkasa ditopang oleh empat dewa. Menurut bangsa China, Bumi berbentuk persegi dan langit berbentuk bulat. Sedangkan ukiran hindu di India melukiskan Bumi sebagai suatu belahan bola yang digendong empat ekor gajah yang berdiri di atas punggung seekor kura-kura raksasa, yang berenang mengarungi samudera alam semesta. Ini mencerminkan pergantian musim. Bumi dianggap mempunyai “tepi” yang jelas, lalu seorang pelaut yang kurang waspada dapat tergelincir di tepi itu.
Barulah pemikiran mengenai bumi yang bulat muncul oleh pandangan Thales sejak tahun 600 SM, Thales, seorang ahli filsafat dari kota Miletus, mengemukakakn gagasan bahwa bumi bulat. Dua abad kemudian, Pythagoras (572-429 SM) berpendirian bahwa bumi tidak hanya bulat, tapi juga bergerak dalam ruang angkasa. Plato (427-347 SM), salah seorang filsuf Yunani kuno juga memiliki gagasan yang serupa. Ia mendasari pemikirannya itu dengan bukti nyata bentuk bayangan bumi pada bulan sewaktu terjadi gerhana. Para filsuf Yunani menyimpulkan Bumi bulat karena menurut mereka bentuk geometri tersebut adalah yang paling sempurna. Pembuktian kuat dari geometri Bumi yang berupa bola dilakukan oleh Erasthotenes (276-194 SM), seorang astronom dan ahli matematika Yunani. Ia berhasil mengukur keliling Bumi dengan cara mengukur perbedaan sudut datangnya matahari pada titik balik musim panas di kota Alexandria dan Swenet. Ternyata didapatkan sudut perbedaannya adalah 7,2° atau sekitar seperlimapuluh sudut satu lingkaran penuh. Maka Eratosthenes berkesimpulan bahwa jarak kedua kota tersebut juga mewakili seperlimapuluh keliling bumi, dan ia berhasil memperkirakan keliling bumi sekitar 39.690 km, yang tingkat kesalahannya kurang dari dua persen.
Geosentris vs Heliosentris
Konsep kosmologi yang mengangkat Bumi sebagai pusat semesta, atau yang biasa disebut gesosentrisme mulai berkembang pada masa Plato (429-348 SM), namun Plato tidak tahu cara menerangkan bagaimana pergerakan planet-planet dalam sistemnya tersebut. Sementara itu, Aristarchus (310-230 SM), seorang astronom dari Samos, menyatakan sebuah teori yang bertentangan dengan geosentris, yaitu teori heliosentris di mana Matahari dianggap sebagai pusat dari tata surya. Ia juga meletakkan dasar bahwa Bumi selain mengelilingi Matahari (berevolusi) juga berputar pada porosnya (berotasi). Sayangnya teori Aristarchus ini tidak digubris oleh para penguasa dan masyarakat pada masanya. Barulah ketika Nicolaus Copernicus (1473-1543) menerbitkan buku De Revolutionibus Orbium Coelestium (Revolusi Gerak Edar Benda Langit) yang merupakan hasil kajian ulangnya mengenai teori heliosentris dari Aristarchus, teori ini dipopulerkan. Dalam bukunya tersebut Copernicus menyajikan model alam semesta di mana planet-planet beredar mengitari Matahari sebagai pusat tata surya dengan orbit yang berbentuk lingkaran sempurna. Sayangnya, pada masa itu teori heliosentris dianggap paham yang berbahaya karena posisi manusia di alam semesta tidak lagi spesial dan tidak sesuai dengan doktrin gereja sehingga para pendukung Copernicus dianggap telah murtad. Galileo Galilei (1564-1642) pun yang dengan berani menyatakan dukungan terhadap teori heliosentris secara terang-terangan melalui bukunya Dialogue Concerning the Two Chief System of the World (Dialog Mengenai Dua Sistem Utama Dunia), mendapatkan hukuman menjadi tahanan rumah.
Lain halnya dengan Tycho Brahe yang menciptakan sistem semesta sendiri yang dinamakan sistem Tychonic. Ia berusaha menciptakan suatu alternatif dari teori geosentris dan heliosentris. Menurutnya, planet Merkurius, Venus, Yupiter, dan Saturnus beredar mengelilingi Matahari sedangkan Matahari dan Bulan beredar mengelilingi Bumi. Namun pada akhirnya sistem Tychonic dan geosentris berhasil dipatahkan oleh tiga hukum Kepler. Melalui hasil perhitungan matematisnya yang telah melewati proses rumit selama bertahun-tahun, planet-planet beredar mengitari Matahari dalam orbit berbentuk elips dengan Matahari berada pada salah satu titik fokusnya dan luas area yang disapu oleh planet saat beredar mengelilingi Matahari dalam selang waktu yang sama besarnya adalah sama. Lalu hukum ketiganya menyatakan bahwa kuadrat periode revolusi suatu planet berbanding lurus dengan pangkat tiga jarak rata-rata planet terhadap Matahari. Hukum Kepler ini akhirnya berhasil dijelaskan melalui hukum gerak dan hukum gravitasi Sir Isaac Newon (1642-1727).
Gravitasi dan Kesetimbangan Hidrostatis
Konsep gravitasi pertama kali diperkenalkan oleh Sir Isaac Newton, terlahir melalui perenungannya ketika duduk di bawah pohon apel dan melihat apel yang jatuh pohon tersebut. Ia berpikir “Apa kiranya yang mempengaruhi apel tersebut untuk jatuh ke tanah? Atau apa yang menarik benda-benda lain untuk tetap pada posisinya di tanah?” Mengutip kata-kata seseorang pada zamannya, “Timbullah pikiran di benaknya bahwa gravitasi (yang menarik buah apel dari pohon jatuh ke tanah) tidaklah terbatas pada jarak tertentu dari Bumi, tetapi bahwa kekuatan ini tentunya bekerja sangat lebih jauh daripada yang biasanya disangka. Mengapa tidak setinggi Bulan, katanya kepada dirinya. Jika memang demikian, tentunya gravitasi mempengaruhi gerak Bulan. Pada saat itu juga ia pun langsung menghitung apa kiranya pengaruh itu.” Untuk mendapatkan perumusan matematis dari gaya gravitasi, Newton menciptakan kalkulus. Akhirnya pada 1687, ia menerbitkan The Philosophiae Naturalis Principia Mathematica yang memuat mengenai rumusan matematis gaya gravitasi.
Melalui konsep gravitasi tersebut, Newton dapan menerangkan interaksi benda-benda langit, misalnya Bulan dan komet. Ia menyadari, seperti tembakan peluru di Bumi yang membentuk lintasan parabola, Bulan pun mengalami efek tarikan Bumi yang sama di mana Bulan mengelilingi Bumi dengan lintasan berbentuk elips. Begitu juga dengan komet, yang dinyatakan sebagai objek dengan lintasan yang sangat eliptis di ruang angkasa. Edmond Halley berhasil memprediksikan kemunculan kembali komet Halley dengan menggunakan prinsip-prinsip yang dikembangkan Newton dalam buku tersebut. Hukum gravitasi Newton ini sangat erat kaitannya dengan ketiga hukum Kepler yang menerangkan mengenai gerak objek di alam semesta.
Newton menyatakan bahwa gaya tarik-menarik yang terjadi antara dua objek yang bermassa berbanding lurus dengan konstanta gravitasi universal dikalikan dengan massa objek satu dan objek dua, serta berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua objek tersebut. Perumusan matematis ini dapan menerangkan konsep heliosentris di mana Bumi dan planet-planet mengelilingi Matahari yang memiliki massa yang lebih besar, atau satelit yang bergerak mengelilingi planet oleh karena massanya lebih kecil dibandingkan dengan planet yang dikitarinya. Selain itu, gravitasi dapat menjelaskan dengan baik mengapa geometri planet, bintang, dan objek bermassa besar lainnya di alam semesta memiliki kecenderungan berbentuk bola. Semua benda pada awal terbentuknya akan mengalami proses isostatis, yaitu proses di mana seluruh materi akan ditarik mendekati pusat gravitasi. Jika massa suatu benda sangat masif, maka benda tersebut akan mengalami tarikan hingga benda tersebut berbentuk bola, atau mencapai kesetimbangan hidrostatis. Kesetimbangan hidrostatis ini menyebabkan seluruh permukaan objek mengalami gaya gravitasi yang sama.
Bumi tidak sepenuhnya berbentuk bola, lebih tepat dikatakan berbentuk Oblate Spheroid, yaitu bentuk bulat namun sedikit melengkung terhadap sisi horizontalnya atau berbentuk ellipsoid. Bentuk Bumi yang menggembung di bagian ekuator namun pepat di kedua kutubnya ini merupakan dampak dari rotasi Bumi.
Perpanjangan Mata Manusia
Galileo Galilei memang bukan penemu teleskop pertama, namun ia yang diakui sebagai orang yang pertama kali menggunakan teleskop untuk kepentingan astronomis. Ia dikatakan membuat teleskopnya berdasarkan prinsip kerja dan efek yang timbul dari lensa temuan Hans Lippershey (1570-1619). Galileo Galilei pun berhasil membuat teleskop refraktor yang terdiri atas dua buah lensa dengan perbesaran 8 kali, sampai akhirnya berkembang menjadi perbesaran 30 kali. Teleskop generasi pertama ini memiliki kekurangan, yaitu terjadinya aberasi kromatis. Spektrum warna biru dengan gelombang yang lebih pendek akan difokuskan lebih dekat daripada spektrum warna merah. Untuk mengatasi masalah ini, Newton menggunakan cermin untuk membuat teleskop model baru. Teleskop ini dinamakan teleskop reflektor. Teleskop ini menggunakan cermin untuk mengumpulkan cahaya lalu memantulkannya ke titik fokus.
Dalam perkembangannya terus dibuat teleskop yang lebih besar berdasarkan prinsip kerja teleskop generasi awal. Misalnya saja William Parsons yang pada 1845 menyelesaikan proyek pembuatan teleskop reflektor dengan cermin 1, 8 m dan tabung logam sepanjang 18 m. Selain teleskop yang menggunakan cahaya visual, diciptakan pula teleskop dengan kemampuan mengolah gelombang-gelombang elektromagnetik lainnya seperti gelombang radio, gelombang infra merah, sinar x, dan lain-lain. Teleskop radio pertama digunakan oleh Grote Reber (1911-2002) dengan parabola antena bergaris tengah 10 m. Sejak itulah teleskop radio berkembang pesat. Salah satu teleskop radio yang paling terkenal adalah teleskop raksasa di Arecibo, Puerto Riko yang selesai dibangun pada 1963. Teleskop ini memiliki penampang aluminium seluas 7,7 hektare, denan jangkauan sejauh 16 miliar triliun kilometer.
Namun, secanggih apa pun teleskop di permukaan Bumi, ia tetap terbatas oleh atmosfer Bumi. Sehingga Lyman Spitzer, seorag astronom Amerika Serikat memiliki gagasan untuk mengirimkan teleskop ke luar angkasa. Hingga akhir tahun 1970-an, banyak dilakukan pengiriman teleskop ke ruang angkasa. Sayangnya teleskop di ruang angkasa sangat rentan terkena hantaman meteor dan asteroid sehingga umurnya kebanyakan tidak panjang. Teleskop yang berumur panjang dan masih beroperasi sampai saat ini adalah Teleskop Hubble.
Menapaki Ruang Hampa
Manusia adalah makhluk yang tidak pernah puas, walaupun telah berhasil menciptakan dan mengirim teleskop ke luar angkasa untuk mengamati keadaan di luar bumi, manusia tetap ingin mengetahui dan bersentuhan langsung dengan dunia luar. Penerbangan luar angkasa pertama diuji cobakan pada seekor anjing bernama Laika pada 3 November 1957. Dengan menumpangi Sputnik miliki Uni Soviet, Laika meluncur melewati atmosfer Bumi. Pada awalnya terlihat tidak terjadi masalah, namun Laika mati saat mengorbit karena kekurangan oksigen. Manusia pertama yang berada di luar angkasa adalah Yuri Gagarin. Yuri Gagarin meluncur menggunakan Vostok yang berbentuk bulat, dan duduk di sebuah kursi lontar yang bisa meluncur di rel. Lalu salah satu momen paling bersejarah dalam misi penjelajahan antariksa manusia adalah pendaratan Apollo 11 di bulan yang berhasil dilakukan pada 20 Juli 1969. Neil Armstrong dan Buzz Aldirin mengendarai Eagle, modul pendarat yang turun ke permukaan bulan, sedangkan Michael Collins tetap berada di modul komabndo. Armstrong dan Aldirin berhasil mengumpulkan 22 kg sampel batuan dan debu bulan.
Wajah Bumi dari Luar Angkasa
Kenampakan Bumi dari luar angkasa pertama kali dipotret 70 tahun lalu, tepatnya pada tanggal 24 Oktober 1946. Foto hitam putih yang masih kabur tersebut dipotret oleh roket V2 milik NAZI, yang diluncurkan dari White Sands Missile Range, pada jarak 105 km dari Bumi. Secara diam-diam, ilmuwan dan insinyur Amerika Serikat meluncurkan roket tersebut. Foto ini merupakan salah satu titik tolak dari perubahan cara pandang masyarakat yang masih belum mempercayai teori mengenai bentuk bumi bulat.
Pada 1972, kembali dipotret citra Bumi dari luar angkasa dengan citra berwarna secara bulat penuh. Citra tersebut diambil oleh Apollo 17 dalam perjalanannya menuju Bulan oleh astronot Eugene Cernan, Ronald Evans dan Jack Schmitt dengan menggunakan camera Hasselblad 70mm dengan lensa Zeiss 80mm. Hasil potret ini kemudian dikenal dengan nama “The Blue Marble”.
Kesimpulan
Pada akhirnya manusia telah mengetahui bahwa dirinya tidak berada pada tempat yang istimewa di alam semesta. Dan pada dasarnya memang tidak ada tempat yang istimewa di alam semesta karena dalam skala makro, alam semesta memiliki dua prinsip kosmologi, yaitu homogen dan isotopik. Homogen adalah sama di seluruh tempat di alam semesta, dan isotropik adalah sama ke segala arah. Jadi melalui kedua prinsip tersebut hukum-hukum fisika akan berlaku sama di seluruh tempat di alam semesta.
Dalam alam semesta yang begitu luas tentu saja manusia terlihat sangat kecil dan fana. Namun, dalam keterbatasannya sekalipun manusia akan berkembang secara terus-menerus. Dari generasi sebelumnya ke generasi yang akan datang, ilmu pengetahuan akan terus diturunkan serta dikembangkan. Untuk menjaga kesinambungan tersebut manusia harus senantiasa memiliki sikap kritis terhadap alam sekitarnya, dengan mempelajari, mencermati, serta menggali fenomena-fenomena yang terjadi di sekitar. Sikap kritis juga perlu diterapkan dalam menerima suatu informasi dan ilmu baru. Seluruh informasi yang ada di sekitar perlu dicerna dan diolah baik-baik, tidak ditelan secara mentah-mentah agar didapatkan informasi yang faktual dan akurat.
[divider_line]
Tulis Komentar